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关于海风和海流引起的结构振动的分析

科学咨询(科技·管理) 2024年第1期 110-114页

作者：张仡张大朋姜淏予广东海洋大学船舶与海运学院广东海洋大学电子与信息工程学院

当稳定的风或海流流经结构物时，不仅会产生定常的稳态载荷，而且还可能激发结构的振动。激发振动的原因来自于黏性引起的旋涡泄放或流体的湍流脉动。此类结构振动会给船舶、桥梁和海洋装备等带来危害，甚至会威胁到海上工作者的生命安... 详细信息

当稳定的风或海流流经结构物时，不仅会产生定常的稳态载荷，而且还可能激发结构的振动。激发振动的原因来自于黏性引起的旋涡泄放或流体的湍流脉动。此类结构振动会给船舶、桥梁和海洋装备等带来危害，甚至会威胁到海上工作者的生命安全。本文介绍和讨论涡激振动机理、涡激升力及涡激响应计算、风激载荷计算方法及风激振动分析。对于非对称截面的超驰振动问题，也进行了讨论。另外，还针对海洋圆形结构物，介绍了抑制涡激振动的工程措施。并总结了相关建议。

关键词：升力拖曳力涡激振动升力振子

冰脊间遮掩作用对冰-水拖曳力影响的实验研究

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海洋学报 2022年第7期44卷 170-176页

作者：王爽卢鹏祖永恒张丽敏王庆凯李志军大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

为定量研究多冰脊之间的尾流遮掩作用对海冰漂移运动的影响,物理模型试验(试验有限水深为0.45 m)测量了多冰脊拖曳力的衰减变化。冰脊模型选用底角为45°的等腰直角三角形,选取了4种入水深度、9种冰脊间距进行测量。试验得到了前后冰脊... 详细信息

为定量研究多冰脊之间的尾流遮掩作用对海冰漂移运动的影响,物理模型试验(试验有限水深为0.45 m)测量了多冰脊拖曳力的衰减变化。冰脊模型选用底角为45°的等腰直角三角形,选取了4种入水深度、9种冰脊间距进行测量。试验得到了前后冰脊拖曳力及其比值在尾流遮掩情况下的变化规律。前冰脊拖曳力与单冰脊情况一致,与冰脊速度的平方保持线性关系;而后冰脊在间距较小时出现了反向拖曳力,随冰脊间距的增大,后冰脊拖曳系数先减小再增大至不变。前后冰脊拖曳力比值的变化规律可以用指数遮掩函数来描述,该遮掩函数与冰脊间距和入水深度有关而与流速无关。通过与现有海冰模式中的遮掩函数对比,研究结论增强了该指数公式的适用性,加强了对海冰动力学模式中遮掩函数的理解。

关键词：多冰脊拖曳力遮掩效应参数化

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分层流体中冰脊拖曳力的数值模拟研究

水利学报 2019年第8期50卷 969-979页

作者：祖永恒卢鹏王庆凯李志军吴岩李博大连理工大学港口海岸及近海工程国家重点实验室

冰脊在分层流体表面的漂移运动会在内界面激发出内波,内波又会对冰脊的运动、堆积产生重要影响。利用湍流模型对冰脊在分层流体中的运行过程进行了数值模拟研究,并与已有物理模型实验结果做了比较,冰脊拖曳力和内波界面的数值模拟结果... 详细信息

冰脊在分层流体表面的漂移运动会在内界面激发出内波,内波又会对冰脊的运动、堆积产生重要影响。利用湍流模型对冰脊在分层流体中的运行过程进行了数值模拟研究,并与已有物理模型实验结果做了比较,冰脊拖曳力和内波界面的数值模拟结果与物理实验结果吻合良好。当流场属于跨临界区时,内波的产生使冰脊拖曳力随弗劳德数Fr先增大后减小,冰脊拖曳系数随Fr的变化规律类似。当流场属于超临界区时,拖曳力随Fr增大而增大,拖曳系数不再随弗劳德数变化。当内波波峰达到最高点的时候,冰脊拖曳力达到一个峰值。

关键词：分层流体冰脊拖曳力拖曳系数弗劳德数

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考虑裂隙水流拖曳力效应的平推式滑坡稳定性

岩土工程学报 2018年第S2期40卷 173-177页

作者：向云龙符文熹周洪福四川大学水利水电学院水力学与山区河流保护国家重点实验室中国地质调查局成都地质调查中心

为研究滑面裂隙水流拖曳力对平推式滑坡稳定性的影响,建立平推式滑坡渗流–径流耦合模型。该模型采用Navier–Stokes方程描述滑面裂隙径流,用Brinkman-extended Darcy方程描述软弱层多孔介质渗流。径流区和渗流区的流体运动均满足连续... 详细信息

为研究滑面裂隙水流拖曳力对平推式滑坡稳定性的影响,建立平推式滑坡渗流–径流耦合模型。该模型采用Navier–Stokes方程描述滑面裂隙径流,用Brinkman-extended Darcy方程描述软弱层多孔介质渗流。径流区和渗流区的流体运动均满足连续性方程,且在交界面处的流体满足流速相等和切应力连续双边界条件。根据上述条件推求出径流区和渗流区的流速分布,并引入Newton内摩擦定律求出滑动面裂隙径流拖曳力。利用刚体极限平衡理论对径流状态下平推式斜坡的稳定性进行分析,得出修正后的平推式斜坡抗滑稳定安全系数和后缘裂隙临界水深之间的关系。并结合工程实例讨论后缘水深、滑面倾角和滑面裂隙宽度对安全系数的影响。结果表明,考虑底部裂隙流体拖曳力效应时,滑坡安全系数下降了5.90%。因此,在进行平推式滑坡稳定性分析与计算中,应考虑滑动面裂隙水流拖曳力作用。

关键词：平推式滑坡径流–渗流耦合拖曳力抗滑稳定系数

青藏高原地形扩展力以及下地壳对上地壳的拖曳力的遗传有限单元法反演

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北京大学学报（自然科学版） 2005年第2期41卷 225-234页

作者：朱守彪石耀霖北京大学地球与空间科学学院地球物理学系北京100871 中国科学院研究生院计算地球动力学重点实验室北京100039

利用震源机制解等资料 ,运用伪三维遗传有限单元法反演了青藏高原 (72°— 10 5°E ,2 5°—4 1°N)受到的边界作用、地形扩展力以及该地区底部所受的剪切作用力。对高原地形扩展力的反演方法进行了分析 ,获得了稳定的反演结果。结果显... 详细信息

利用震源机制解等资料 ,运用伪三维遗传有限单元法反演了青藏高原 (72°— 10 5°E ,2 5°—4 1°N)受到的边界作用、地形扩展力以及该地区底部所受的剪切作用力。对高原地形扩展力的反演方法进行了分析 ,获得了稳定的反演结果。结果显示 ,印度洋板块的挤压碰撞对青藏高原应力场起着决定性作用 ,高原东部下地壳对上地壳的拖曳和高原边缘处的地形扩展力也有显著影响 ,高原北部的塔里木盆地和柴达木盆地所在区域的上地壳底部未发现有显著效果的拖曳力。从应力场反演的模型位移与GPS实测的现今位移资料也大体吻合 ,不仅反映结果有合理的物理意义 ,也说明现今地壳运动与较长期的地质活动有一定的继承关系。

关键词：遗传有限单元法反演地形扩展力拖曳力青藏高原

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拖曳力的线性化及力谱误差

水动力学研究与进展（A辑） 1989年第2期4卷 15-22页

作者：滕斌李玉成大连理工大学

本文根据倾斜杆件上波流作用力的修正Morison公式,和对已有拖曳力线性化方法的分析,提出了拖曳力的双参数线性化方法。根据这一线性化方法,建立了水平杆件上波流作用力的相关矩阵和力谱矩阵,并对线性化波流力对波力谱产生的误差进行了... 详细信息

本文根据倾斜杆件上波流作用力的修正Morison公式,和对已有拖曳力线性化方法的分析,提出了拖曳力的双参数线性化方法。根据这一线性化方法,建立了水平杆件上波流作用力的相关矩阵和力谱矩阵,并对线性化波流力对波力谱产生的误差进行了分析。分析表明,采用本文的方法对水平杆件上的拖曳力进行线性化时,其线性力谱的精度高于Rodenbuschl^4的结果。

关键词：拖曳力波流力线性化力谱误差

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线性拖曳力谱二阶矩的误差估计

海洋通报 1991年第5期10卷 72-81页

作者：滕斌李玉成大连理工大学大连116024

本文论述了非线性拖曳力的各种线性化方法,导出了非线性拖电力谱零阶矩和二阶矩的直接计算公式,并根据谱的零阶矩和二阶矩,提出了评价线性化方法的判定方法。最后,对Rodenbusch方法和作者使用的方法计算的线性谱做了实际计算。计算表明... 详细信息

本文论述了非线性拖曳力的各种线性化方法,导出了非线性拖电力谱零阶矩和二阶矩的直接计算公式,并根据谱的零阶矩和二阶矩,提出了评价线性化方法的判定方法。最后,对Rodenbusch方法和作者使用的方法计算的线性谱做了实际计算。计算表明,由作者方法计算的零阶和二阶拖曳力谱谱矩更接近于原拖曳力谱谱矩。

关键词：非线性拖曳力二阶矩计算线性化

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考虑拖曳力的出砂预测新模型及应用

石油钻采工艺 2006年第1期28卷 69-72页

作者：雷征东李相方程时清中国石油大学北京102249

以往油井出砂预测模型都建立在静态基础上,与实际情况存在一定偏差。针对此问题,分析了射孔完成井的油层出砂机理,以线弹性理论为基础,以Fairhurst推导得到的井眼周围应力分布表达式为依据,得出射孔孔眼周围的应力表达式及射孔孔眼壁上... 详细信息

以往油井出砂预测模型都建立在静态基础上,与实际情况存在一定偏差。针对此问题,分析了射孔完成井的油层出砂机理,以线弹性理论为基础,以Fairhurst推导得到的井眼周围应力分布表达式为依据,得出射孔孔眼周围的应力表达式及射孔孔眼壁上任意位置的周向有效应力表达式,同时考虑变温应力和流体渗流作用的拖曳力影响,建立了一种新的射孔完井出砂预测模型。对实例井分析表明,该模型计算结果与实际情况更吻合。应用该模型研究了射孔方位、射孔参数对油井出砂的影响,结果表明深穿透射孔弹比大孔径射孔弹能更好地避免孔道出砂,采用定向射孔能有效地减少油井出砂问题。其结果对砂岩油藏射孔优化设计具有一定的指导意义。

关键词：出砂防砂预测模型射孔变温应力拖曳力

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考虑地表径流拖曳力效应多层边坡稳定性分析

中国农村水利水电 2018年第6期 145-150,156页

作者：向云龙符文熹周洪福四川大学水利水电学院水力学与山区河流保护国家重点实验室成都610065 中国地质调查局成都地质调查中心成都610081

为研究地表径流拖曳力对多层边坡稳定性的影响,建立了多层边坡渗流-径流耦合模型。采用NavierStokes方程描述地表径流,用Brinkman-extended Darcy方程描述土层渗流,径流区和渗流区的流体运动均满足连续性方程,且在交界面处的流体满足流... 详细信息

为研究地表径流拖曳力对多层边坡稳定性的影响,建立了多层边坡渗流-径流耦合模型。采用NavierStokes方程描述地表径流,用Brinkman-extended Darcy方程描述土层渗流,径流区和渗流区的流体运动均满足连续性方程,且在交界面处的流体满足流速相等和切应力连续双边界条件。根据上述条件推求出径流区和渗流区的流速分布,并引入Newton内摩擦定律求出坡面径流拖曳力。利用刚体极限平衡理论对径流状态下多层边坡的稳定性进行分析,得出每层土的稳定系数。并结合工程实例讨论径流水深、边坡坡度和上下部土层厚度分别对上下部土层稳定系数的影响。结果表明,考虑地表径流拖曳力效应时,上部土体的安全系数下降了9.95%,下部土体的安全系数下降了4.99%。因此,在进行多层边坡稳定性分析与计算中,应考虑地表径流拖曳力作用。

关键词：多层边坡径流-渗流耦合拖曳力刚体极限平衡理论